張?zhí)旖?張永波 常宇 尤衛(wèi)宏 曹雷 徐振(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

0 引言

當(dāng)射線檢驗(yàn)用于海底管道環(huán)焊縫檢驗(yàn)時，通常采用射線爬行器中心曝光，爬行器設(shè)備包括有線和無線遙控兩種。隨著鋪管船舶鋪設(shè)效率的提高，工程技術(shù)的發(fā)展，對各個施工環(huán)節(jié)作業(yè)時間都提出了高標(biāo)準(zhǔn)的要求。對接環(huán)焊縫實(shí)現(xiàn)全自動焊接，采用內(nèi)對口器，組對根焊站管內(nèi)全密封實(shí)現(xiàn)背部充氬保護(hù)，對應(yīng)的射線檢驗(yàn)采用無線遙控爬行器設(shè)備。如果爬行器設(shè)備卡在管內(nèi)或因故障失靈的情況下，只能切口取出維修更換，造成設(shè)備待機(jī)，影響海管鋪設(shè)的整體效率。因此，針對無線遙控爬行器設(shè)計制造救助系統(tǒng)是必要，而且重要的。

1 無線遙控爬行器設(shè)備工作狀態(tài)介紹

無線遙控爬行器設(shè)備一般由射線機(jī)、電池、爬車、控制器四大部分組成(圖1)。工作時，射線機(jī)、電池和爬車連接為一個整體置于海底管線內(nèi)。操作人員通過控制器在管外發(fā)出指令，控制管內(nèi)設(shè)備的前進(jìn)、后退、定位、曝光等工作。操作人員通過管內(nèi)爬行器的報警聲音判斷設(shè)備狀態(tài)和工作情況，沒有電纜和鋼絲繩，很好地配合內(nèi)對口器的工作。

2 爬行器設(shè)備故障的影響

當(dāng)爬行器因?yàn)楣軆?nèi)阻礙卡住設(shè)備導(dǎo)致無法正常行走，如管內(nèi)雜物、焊縫內(nèi)部焊瘤等，常出現(xiàn)在小管徑管線中；或者由于爬行器設(shè)備故障，導(dǎo)致管外控制器無法正確控制管內(nèi)爬行器工作狀態(tài)；只能確定爬行器位置的情況下切開管子取出故障設(shè)備進(jìn)行維修。以南海某海底管道項(xiàng)目施工為例，爬行器設(shè)備卡在管內(nèi)焊縫處，在不采用救助系統(tǒng)的情況下，從切口取出爬行器設(shè)備、坡口加工、組對、焊接和檢驗(yàn)，一共需要6～7h 左右，導(dǎo)致長時間的檢驗(yàn)設(shè)備待機(jī)，很大程度上影響作業(yè)線的整體鋪設(shè)效率。此外，鋪管作業(yè)線上管子在外力和自身重力的作用下可能發(fā)生串動和移位，可能造成爬行器設(shè)備的損傷。

3 救助裝置的構(gòu)造設(shè)計

救助系統(tǒng)的目的在于對已經(jīng)處于管內(nèi)的爬行器設(shè)備實(shí)現(xiàn)有線連接，經(jīng)過現(xiàn)場研發(fā)和實(shí)踐，救助系統(tǒng)設(shè)有固定拉環(huán)，自回彈拉鉤，救助小車，控制器及鋼絲繩。

3.1 固定拉環(huán)設(shè)計

爬行器設(shè)備尾部配有一個M8 螺母圓環(huán)，便于搬運(yùn)和栓繩，繼而設(shè)備本體中心有一個螺母開孔，本系統(tǒng)設(shè)計巧妙應(yīng)用該螺母開孔。首先，制作一個D=60mm 的圓圈，每90 度焊接一根長度約120mm 的支撐桿，4 根支撐桿向尾部匯攏，焊接到一個M8 螺母上。使用過程中，拉環(huán)通過螺母固定在工作爬行器尾部，調(diào)節(jié)拉環(huán)至管中心位置。

3.2 自回彈拉鉤設(shè)計

使用不銹鋼絲彎制拉鉤，為實(shí)現(xiàn)拉鉤的自回彈功能，鋼絲必須具有一定的彈性，不能太粗，同時又要能夠承受爬行器回拉時的巨大拉力，通過試驗(yàn)擇優(yōu)選取了D=4mm 的鋼絲。拉鉤直段長度約為150mm，鉤子長度約為40mm，彎至約20°夾角。一方面確保拉鉤撞擊拉環(huán)時候能夠順利通過，另一方面確?；乩^程中拉鉤不至于被拉直，導(dǎo)致鉤子脫落。4 根相同尺寸的拉鉤均勻分布，并焊接在一個M8 螺母上。使用過程中，拉鉤通過螺母固定在救助小車頭部，調(diào)節(jié)拉環(huán)至管中心位置。詳細(xì)構(gòu)造見圖2。

圖1 一種無線遙控爬行器設(shè)備示例

3.3 救助小車，控制器及鋼絲繩

本裝置以爬行器設(shè)備為基體，確保固定拉環(huán)始終位于管體中心位置。而救助小車同樣由相同規(guī)格的爬行器設(shè)備中的爬車擔(dān)任，一方面確保自回彈拉鉤位于管體中心，便于高度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)拉鉤拉環(huán)自對中；另一方面救助小車和爬行器采用同樣的控制器操作，無需增加額外投入和人員培訓(xùn)?？刂破鞑倏匦≤囆凶撸删戎≤囂峁﹦恿永^撞擊拉環(huán)。救助小車尾部栓鋼絲繩用于拉鉤拉環(huán)連接后的回拉，鋼絲繩長度可以根據(jù)要求增加至上百米，能夠?qū)崿F(xiàn)長距離回收。

圖2 救助裝置拉環(huán)、拉鉤設(shè)計示意圖

4 實(shí)際應(yīng)用效果

南海某海底管道項(xiàng)目采用無線遙控爬行器進(jìn)行射線檢驗(yàn)，通過爬行器救助裝置的設(shè)計和應(yīng)用，可以很快的將卡在管內(nèi)的爬行器拉出，及時放入完好設(shè)備迅速恢復(fù)生產(chǎn)狀態(tài)(圖3)。待機(jī)時間由原來的6～7h，降低為40min 左右，縮短爬行器設(shè)備待機(jī)時間30h 左右，大大的降低了設(shè)備待機(jī)風(fēng)險，提高檢驗(yàn)工作效率，為項(xiàng)目整體運(yùn)行發(fā)揮了很大的積極作用。

圖3 救助裝置現(xiàn)場使用實(shí)例

5 結(jié)語

本文介紹了一種射線檢驗(yàn)爬行器救助裝置的設(shè)計與應(yīng)用，可以在爬行器卡在管內(nèi)或出現(xiàn)故障時，快速回收管內(nèi)爬行器，短時間內(nèi)恢復(fù)作業(yè)線生產(chǎn)，有效的降低設(shè)備待機(jī)風(fēng)險，有效提高現(xiàn)場施工效率。該裝置可以根據(jù)不同管徑調(diào)整管內(nèi)爬行器和救助小車的高度，實(shí)現(xiàn)不同管徑的爬行器的回收要求。此外，該系統(tǒng)以原有爬行器設(shè)備為基體，巧妙應(yīng)用設(shè)備現(xiàn)有特性，小巧易加工，操作方便，回收效率高，爬行器設(shè)備無需改造，成本低。為射線檢驗(yàn)爬行器的故障排除提供一種參考。